马铃薯病毒病抗性基因分子标记检测

马铃薯(Solanum tuberosum L.)是世界第四大重要的粮食作物,生长过程中其品质和产量会受到各种因素的影响,其中病毒病是影响最为严重的因素之一,给生产造成巨大损失。目前已知大约有40种病毒会感染马铃薯,对马铃薯的产量和品质影响最主要的病毒是马铃薯X病毒(PVX)、马铃薯Y病毒(PVY)和马铃薯卷叶病毒(PLRV)。马铃薯中含有对PVX具有极端抗性的基因Rx1、对PVY具抗性的基因Ry_(adg)、Ry_(sto)、Ry_(chc)和对PLRV具抗性的基因PLRV.1,聚合抗性基因是防治PVX、PVY以及PLRV对马铃薯生产影响最有效的策略。本研究利用与抗性基因Rx1、Ry_(adg)、Ry_(sto)、Ry_(chc)和PLRV.1紧密相连的分子标记Rxsp、RYSC3、YES3-3B、Ry186和Nl27_(1164),对国内外103个马铃薯品种(系)基于PCR检测,从而追踪目标基因,在育种中实现分子标记辅助选择。结果显示103份材料中,均含有1个或1个以上的抗性标记。只含1个抗性标记的品种(系)共有17个,占供试材料的16.50%;同时含2个抗性标记的品种(系)共有31个,占供试材料的30.10%;同时含3个抗性标记的品种(系)共有34个,占供试材料的33.01%;同时含4个抗性标记的品种(系)共有16个,占供试材料的15.53%;同时含5个抗性标记的品种(系)共有5个,占供试材料的4.85%,分别为‘冀张薯8号’、‘鄂薯10号’、‘黑金刚’、‘中薯18号’、‘维雷巴耶夫’,这5个品种均为目前生产上推广的优良品种。检测结果可以为新品种(系)的推广应用以及抗病毒育种选育提供科学依据,在育种中结合农艺性状评价将筛选出来含多个不同抗性标记的材料作为骨干亲本用于进行聚合育种,在F_1代实生苗阶段进行分子标记检测,结合田间表现,创造出多抗病毒材料。     

马铃薯多抗亲本的分子标记辅助筛查

Rx是对马铃薯(Solanum tuberosum L.)X病毒(PVX)有极端抗性的重要基因,Ry_(agd)和Ry_(chc)是分别对马铃薯Y病毒(PVY)有极端抗性的两个重要基因,R1、R2和R3b是对马铃薯晚疫病有垂直抗性的三个重要基因,H1是对马铃薯孢囊线虫有极端抗性的重要基因。利用7个与马铃薯抗性基因相连锁的分子标记(Rxsp,RYSC3,Ry186,R1,R2-800,R3b和N146)分别对云南农业大学薯类所收集引进的云南地方品种、省外引进品种(系)、国外引进品种(系)和省内栽培品种(系)进行了基于PCR的检测,目的是筛选多抗品种(系),同时为马铃薯分子标记聚合辅助育种提供参考。结果显示,32个地方品种中有22个不含任何标记,占其总品种(系)数的68.75%,其他10个所含标记较单一,最多的地方品种老家洋芋只同时含两个标记;48个省外品种(系)有中有17个不含任何标记,占其总品种(系)数的35.42%,其他31个所含标记比较丰富,品系L0527-4同时含四个标记;32个国外品种(系)中只有6个不含任何标记,仅占其总品种(系)数的18.75%,其他26个所含标记比较丰富,而且检测出了国内品种(系)中很少检测出的Ry186和N146标记;28个省内品种(系)中有6个不含任何标记,占其总品种(系)数的21.43%,其他品种(系)所含标记丰富,品种丽薯12号同时含四个标记。在育种中可以结合农艺性状评价将筛选出来含多个不同抗性标记的材料作为骨干亲本用于进行聚合育种,在F1代实生苗阶段进行分子标记检测,结合田间表现,创造出多抗材料。同时引入国外PVY抗性基因Ry_(chc)和孢囊线虫抗性基因H1,提高品种抗性。     

张家口市马铃薯脱毒种薯病毒检测试验研究

本试验应用酶联免疫吸附技术对36个马铃薯脱毒种苗样品进行PVX、PVY、PVS、PLRV 4种病毒检测,未检测出PVX、PVS和PLRV病毒,表明这3种病毒脱毒情况良好;PVY病毒有1份样品检测结果呈阳性,需重点对PVY病毒进行监测,阻止带毒瓶苗进入生产,从源头上控制种薯质量。     

烟草骨干亲本马铃薯Y病毒病抗性鉴定及抗性来源分析

马铃薯Y病毒病(potato virus Y, PVY)是影响烟草产量和质量的主要病毒病害,选育抗病品种是解决病毒病害经济有效、环境友好的方法,而丰富抗病亲本的遗传多样性在品种选育中具有非常重要的作用。为深入认识PVY抗性种质的抗性来源,选取30份烟草(Nicotiana tabacum)骨干亲本进行人工接种鉴定其PVY抗性,筛选出11份抗PVY烟草种质。为进一步探究材料的抗性来源,基于感病基因eIF4E1开发了PVY1分子标记,并利用VAM和K326构建的F2遗传群体对该标记进行了验证。用此标记对骨干亲本进行检测,结果发现Y48等6份抗病种质中无法扩增出条带,而CV58等5份抗病种质中可以扩增出大小为348 bp的条带,进一步分析发现CV58中eIF4E1基因并未发生突变。以上结果表明Y48等对PVY的抗性来源于eIF4E1基因的缺失,而CV58等具有新的抗性位点,其对PVY的抗性并非来源于eIF4E1基因的缺失或突变。本研究获得了两种不同抗性来源的抗PVY烟草种质资源,为烟草PVY抗性品种的选育提供借鉴。     

马铃薯块茎形状基因CAPS标记的开发与验证

马铃薯块茎形状(薯形)是选育马铃薯品种尤其是加工品种最重要的性状之一。前人研究表明薯形是由位于第10染色体的单基因Ro控制的,并且圆形对长形为显性。本研究以二倍体马铃薯长薯形基因型10618-01和圆薯形基因型320-02及其213个F1代薯形分离群体为材料,基于马铃薯基因组相关序列信息结合分离群体分组分析法开发标记,获得了一个CAPS标记1137-CAPSVI。利用该标记对53份不同薯形的四倍体马铃薯高代品系进行验证,结果表明该标记的选择准确率达83.02%,进一步的Pearson双侧相关分析显示其相关性达极显著水平,且该标记对圆薯形材料的选择准确率更高,达91.42%。该CAPS标记的获得对于四倍体马铃薯分子标记辅助育种,加速马铃薯品种尤其是加工专用型品种的选育具有重要意义。     

马铃薯育种材料在哈萨克斯坦地区的病毒鉴定和干腐病抗性研究

旨在揭示马铃薯育种材料对马铃薯干腐病抗性及马铃薯病毒病侵染情况。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)及尖孢镰刀菌侵染,对38份马铃薯育种材料的病毒侵染情况及马铃薯干腐病抗性进行鉴定。结果显示：阿克莫拉地区马铃薯病毒病侵染发生情况复杂,存在多种病毒复合侵染。38份材料中,18个品系和1个品种材料未侵染马铃薯病毒;对18份马铃薯育种材料尖孢镰刀菌抗性鉴定,其中抗性材料1份,中抗材料1份,其余均不具有抗病性。哈萨克斯坦阿克拉莫地区马铃薯病毒病发生情况复杂,需注重种薯脱毒及防控病毒传播;干腐病抗性材料可作为育种亲本材料使用。     

抗马铃薯Y病毒的烟草种质资源抗性分析

为了解我国烟草种质资源对马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)的抗性状况,为烟草抗病育种的亲本选择提供信息,本研究通过苗期PVY汁液摩擦接种,从500多份烟草种质资源中筛选出假川烟等15份抗PVY资源。与va位点缺失的抗PVY品种NC55杂交F1的PVY抗性鉴定结果表明,假川烟、Havana K-2-24的PVY抗性与NC55的va位点等位。e IF4E-1基因特异分子标记检测表明,假川烟、Havana K-2-24、Yellow speicial和C151的PVY抗性与e IF4E-1基因缺失有关。本研究鉴定的抗PVY烟草种质资源,可为种质资源的育种利用提供参考。     

双重检测马铃薯X和Y病毒试纸条制备技术研究

为了实现在马铃薯种薯生产田现场同时快速检测马铃薯X（PVX）和Y病毒（PVY）,利用胶体金标记和免疫层析技术研制了PVX-PVY双重检测试纸条。采用柠檬酸三钠还原法制备胶体金溶液,在波长526nm处有最大吸收值,金颗粒直径约25nm。同时标记PVX和PVY兔多克隆抗体,将抗体标记物喷射于玻璃纤维纸上,作为金标垫。将PVX和PVY抗体分别划线于硝酸纤维素膜上作为检测线,将羊抗兔抗体划线于硝酸纤维素膜上作为质控线,制备胶体金试纸条。结果表明,研制的双重试纸条能够在2min之内同时检出PVX和PVY。PVX病汁液检测稀释限度可达10⁶倍（W/V）,PVY可达10⁵倍（W/V）,其中对PVX检测更灵敏。用其他4种常见病毒（PVS、PLRV、PVA和PVM）检测,未出现交叉反应。在田间采集马铃薯叶片,分别利用试纸条与DAS-ELISA检测,结果一致性非常高。由此可知,该试纸条具有操作简便、反应快捷的特点,特别适用于田间及口岸一线对于马铃薯X和Y病毒的同时检测。     

烟草PVY抗性的遗传分析与分子标记筛选

本文以抗马铃薯Y病毒(简称PVY)的烟草品种RY5,感病品种Coker176为亲本,构建F1、正反交F2和正反交BC1群体,苗期摩擦接种PVY的抗性遗传分析结果表明,接种后第21d群体PVY抗性数据符合孟德尔单基因隐性质量性状的遗传模型。接种后第28d群体PVY抗性数据偏离孟德尔单基因隐性质量性状的遗传模型。提取F2代群体中抗病和感病单株DNA,从多条RAPD引物和一对SCAR引物中,筛选出两个紧密连锁的分子标记。RAPD标记O12V3695与RY5的抗病基因对应的显性等位基因位点(Va)间的遗传距离为2.10cM,而SCAR标记与Va间的遗传距离为2.52cM,这两个分子标记可用于抗PVY抗性育种。     

马铃薯主要病毒病对种薯质量的影响

马铃薯单产的关键制约因素是病毒病积累引起的种薯质量不合格。为了解马铃薯种薯质量现状和主要病毒病对产量的影响,采用ELISA法检测原原种、原种和一级种3个级别种薯收获后病毒侵染情况,采用人工接种研究主要病毒单独侵染与复合侵染对产量的影响。结果表明:从检测的6种病毒中发现了3种病毒,分别为PVY、PLRV和PVX;原原种未发现病毒;原种检出PVY和PLRV,侵染率分别为3.7%和0.7%。一级种共检出PVY、PLRV和PVX 3种病毒,侵染率分别为5.3%、1.7%和0.2%。复合侵染仅发现PVY和PLRV,原种和一级种的复合侵染率分别为0.2%和0.7%,PVY和PLRV为主要病毒病。采用人工接种PVY+PLRV、PVY、PLRV后,平均单株产量克新一号显著降低了25.2%、11.1%、8.86%,费乌瑞它显著降低了30.7%、17.4%、14.4%,复合侵染导致的减产远大于单独侵染,不同品种间对病毒的感病程度存在较大差异。     

定西市常用马铃薯亲本杂交效果的评价

应用杂交亲本12份,包括定薯1号、定薯2号、青薯2号、青薯6号、青薯7号、大西洋、新大坪、D1533、B47、陇薯3号、陇薯5号和陇薯6号,配制组合,研究如何利用这些亲本材料,结果表明:B47作母本时杂交坐果率最高,达到87.3%;父本中新大坪孕性最好,坐果率最高,达13.8%;另外B47、定薯1号、青薯7号和D1533都是既可作母本又可作父本的优良亲本材料。     

榆林地区马铃薯茎尖脱毒技术研究

马铃薯脱毒主要是通过茎尖分生组织培养脱去马铃薯PVX、PVY、PVS、PLRV和PSTV等病毒、类病毒。茎尖分生组织脱毒培养的主要技术步骤有培养基的配置、剥离材料的处理、脱毒苗的病毒检测及脱毒苗防虫网棚移栽。通过科学化管理,可生产出脱毒种薯用于推广,这样可以提高优良品种特性,提高种薯产量和质量,有效延长马铃薯品种服务生产的年限。     

烟草引种资源黑胫病、TMV及PVY抗性分子标记辅助筛选

本研究对54份国外引进烟草种质资源进行了黑胫病、烟草普通花叶病(TMV)及马铃薯Y病毒病(PVY)等主要病害抗性的分子标记辅助筛选,并对上述资源同步开展了TMV及黑胫病人工接种抗病分析。研究结果表明:共筛选到2份资源抗黑胫病、TMV及PVY,5份资源双抗黑胫病及PVY和1份资源双抗TMV及PVY。黑胫病与TMV抗性分子标记鉴定的结果为人工接种抗性鉴定结果证实,即筛选到11份资源含抗TMV的N基因和14份资源含抗黑胫病的Ph基因。本研究结果有助于大批量的开展种质资源的抗性筛选,加快抗病烟草品种选育进程。     

马铃薯块茎形状CAPS标记的开发与验证

马铃薯块茎形状(薯形)是选育马铃薯品种尤其是加工品种最重要的性状之一。前人研究表明薯形是由位于第10染色体的单基因Ro控制的,并且圆形对长形为显性。本研究以二倍体马铃薯长薯形基因型10618-01和圆薯形基因型320-02及其213个F₁代薯形分离群体为材料,基于马铃薯基因组相关序列信息结合分离群体分组分析法开发标记,获得了一个CAPS标记1137-CAPSVI。利用该标记对53份不同薯形的四倍体马铃薯高代品系进行验证,结果表明该标记的选择准确率达83.02%,进一步的Pearson双侧相关分析显示其相关性达极显著水平,且该标记对圆薯形材料的选择准确率更高,达91.42%。该CAPS标记的获得对于四倍体马铃薯分子标记辅助育种,加速马铃薯品种尤其是加工专用型品种的选育具有重要意义。     

马铃薯种质资源室内接种晚疫病的抗性鉴定

为了获得具有抗马铃薯晚疫病的品种,本研究以100份马铃薯种质资源为试材,采用室内离体叶片接种法和室内成株接种法进行晚疫病抗性评价,用高感品种Favorita接种后的症状为对照。室内离体接种鉴定结果为:‘CIP09-2’、‘CIP09-13’、‘DR-6’、‘DR-9’、‘花云’、‘R1R3’、‘云薯501’、‘R2’、‘BE13-3’等9份材料表现为高抗,占供试材料的9%;其它的15份表现中抗、44份表现抗病、23份表现感病和9份表现高感。欧氏距离类平均法聚类分析表明,聚为抗性品种的种质最多,其来源与马铃薯晚疫病的抗性没有太大关系。本研究对其中4份材料进行室内成株接种,结果表明:‘青薯10号’的抗病性高于离体叶片接种的抗性,为高抗品种;‘青薯9号’、‘2017ch-6’和‘费乌瑞它’抗性表现与离体叶片接种抗性鉴定结果一致。本研究发现所有供试马铃薯种质资源的抗性材料较丰富,可为抗病育种提供优质的亲本材料。     

马铃薯种质资源遗传多样性分析及杂交子代SRAP鉴定

探讨马铃薯种质资源的遗传多样性并准确鉴定马铃薯杂交子代身份的真实性是马铃薯分子育种工作研究的重要内容。本研究基于SRAP分子标记分析54份马铃薯种质资源遗传多样性,并对"青薯7号(♀)"×"陇薯3号(♂)"杂交组合的50个杂种F1单株进行分子鉴定。结果表明:(1)从88对引物组合中筛选出12对主带清晰、条带丰富、多态性好的引物组合,对54份马铃薯种质资源的遗传多样性进行分析;共扩增出谱带215条,其中多态性条带180条,多态性比率为83.72%,多态性较高。(2)通过UPGMA法对54份马铃薯种质材料聚类分析显示,54份供试材料品种间遗传相似系数为0.55~0.83,平均为0.61;在遗传相似性系数0.645 6处,可将54份种质资源分为6大类群,包括5个复合组和1个独立类;54份马铃薯种质材料物种水平多样性条带百分率(PPB)为83.72%、Shannon多样性信息指数(I)为0.502 8±0.185 7、Nei's基因多样度指数(H)为0.335 5±0.148 1、平均每个位点上的观察等位基因数(Na)为1.990 7±0.096 2、平均每个位点的有效等位基因数(Ne)为1.565 1±0.323 2。这些结果说明,供试马铃薯品种间的遗传多样性相对丰富,遗传差异较大。(3)应用两个亲本之间17对具有父本特征条带的SRAP引物对"青薯7号(♀)"×"陇薯3号(♂)"杂交组合的50个杂种F1代进行子代真实性分子鉴定,初步判定所有杂种F1均为真实的杂交种。本研究结果可为马铃薯亲本的筛选及杂交子代早期鉴定提供理论数据和技术参考。     

四倍体马铃薯块茎蛋白含量分子标记的开发与验证

块茎蛋白含量是马铃薯的重要品质性状之一, 相关分子标记的开发研究较少。本研究以马铃薯高蛋白品种大西洋、低蛋白品种定薯1号及包含173份子代的蛋白含量分离群体为材料, 通过高通量简化基因组测序技术与集群分离分析(BSA)相结合, 开发了SCAR8-107标记, 并以此标记对分离群体的74份高蛋白、42份低蛋白子代及54个四倍体马铃薯品种验证表明, SCAR8-107标记在后代分离群体和四倍体马铃薯品种中的检测结果与表型蛋白含量的对应度分别达到了90.51%和72.97%, 经过Pearson’s双侧相关性分析, 相关性均达到了极显著水平。SCAR8-107的开发对于四倍体马铃薯块茎蛋白含量标记辅助选择与加速马铃薯品质育种具有重要意义。     

辣椒抗马铃薯Y病毒(PVY)研究进展

马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)是限制辣椒生产的主要病毒病害之一,该病毒是马铃薯Y病毒组(Potyvirus)的典型代表,能够侵染辣椒等茄科作物,造成重大的经济损失。应用抗病资源、选育抗病品种是克服PVY对辣椒危害最为经济有效的方法。文中综述了辣椒PVY病毒的发现、流行和检测与分类,并针对辣椒抗PVY育种工作描述了抗性鉴定方法、抗原筛选、抗性遗传、分子定位和标记开发的研究进展,介绍了PVY抗性基因与病毒的互作机理,并就辣椒抗PVY育种中存在的问题及未来研究方向进行了讨论。     

马铃薯晚疫病抗性基因分子标记检测

马铃薯是农业生产中重要的粮食作物,具有很高的经济价值,很少有作物能够代替马铃薯在中国农业产业中的地位。马铃薯晚疫病的发生,严重影响着国内农业生产以及农业经济。由于马铃薯的不同品种对田间晚疫病的抗病能力不同,所以在防治晚疫病的工作中,选择抗病性强的品种相较于农业防治和化学防治来说效果更好。为了解国内外马铃薯不同种质晚疫病抗性基因的组成,本研究利用分子标记技术,对118份国内外的马铃薯品种(系)晚疫病抗性基因(R1, R2, R3a, R3b, R2-Family)的连锁标记进行检测。研究结果表明,不含任何标记的材料有8份,占总供试材料的6.8%;含1个标记的材料有16份,占总供试材料的13.5%;含2个标记的材料有36份,占总供试材料的30.6%;含3个标记的材料有42份,占总供试材料的35.6%;含4个标记的材料有16份,占总供试材料的13.5%。该检测结果为各品种进行晚疫病抗性相关分析提供了理论依据,也为发掘新的抗病基因、选育新的抗病品种提供指导。     

分子标记辅助选择改良早籼稻1701的稻瘟病抗性

利用广谱持久抗瘟基因Pigm的紧密连锁标记S29742,通过分子标记辅助选择和连续回交育种实践,定向改良早籼稻1701的稻瘟病抗性。获得以下主要结果:Pigm基因供体亲本谷梅4号与受体亲本1701对23份供试稻瘟菌菌株的抗性表现及抗菌谱差异显著,两亲本的抗性频率分别为95.7%和39.1%。S29742是一个基于PCR的共显性DNA标记,在谷梅4号和1701之间多态性明显且稳定,在两亲本中分别扩增出一条约550 bp和一条约900 bp的条带;S29742标记基因型对稻瘟病抗性表型的选择效率可达100%。通过连续回交、选择和自交,获得含Pigm基因的BC5F2群体,在此基础上通过基因型和表型分析鉴定出3个高抗稻瘟病的BC5F3株系,并通过田间主要农艺及产量性状分析,育成一个遗传背景与受体亲本相似的抗瘟水稻新品系"1701-Pigm"。